当前位置:主页 > 管理论文 > 城建管理论文 >

钢框架—钢板剪力墙结构基于性能的抗震设计研究

发布时间:2018-03-05 17:46

  本文选题:钢板剪力墙 切入点:地震力调整系数 出处:《西安建筑科技大学》2014年博士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:钢板剪力墙结构是近年来发展的一种有效的侧向支撑体系,目前对该体系的研究大多关注于构件层次上,而对其设计方法的研究分析较少,很大程度上阻碍了钢板剪力墙结构的应用。另外,随着抗震设计理论的发展及建筑物可靠度要求,对结构提出了基于性能的抗震设计要求。因此,针对钢板剪力墙结构基于性能的设计方法的研究是推广和使用这种有效的抗侧力体系的关键。本文针对钢板剪力墙结构,从性能目标的制定、量化以及如何实现展开研究,系统的完善了钢板剪力墙结构基于性能的设计方法。主要研究内容如下:针对钢板剪力墙结构受力及变形特点,结合本文试验研究结果及国内外试验数据,提出钢板剪力墙结构性能水平及其量化指标,建立了基于性能的抗震设防准则。并通过对3组不同高度的钢板剪力墙结构的梁壳模型及拉杆条模型进行了推覆分析,验证了所提指标的合理性。分析我国抗震设计方法及其不足,明确抗震设防的核心目标是中震设防。通过对不同高度、跨度的六组算例的Pushover分析及IDA增量动力分析,得到了不同性能指标下结构的地震力调整系数。利用地震力调整系数,提出了基于中震的性能化设计方法。另外,通过分析得出钢板剪力墙结构具有较高的超强系数RΩ,结构超强是地震力调整系数的最主要组成部分。通过对3个框架-钢板剪力墙结构的拟静力试验研究,考察结构的受力机理,变形破坏模式,延性、耗能能力等抗震性能指标,并通过有限元分析得到了相应的研究成果。基于前次研究成果重新设计了两榀钢框架-密肋网格钢板剪力墙结构,并对其进行了试验研究及有限元分析,验证了之前的研究成果,同时为后续研究及应用提供了基础。通过对3组算例进行动力时程分析,考察结构在各级地震下的破坏形态,位移指标,结构剪力分配方式等相关设计要素。讨论了钢板剪力墙结构支撑架的类别,钢板剪力墙结构一般为弯曲型或弯剪型失稳,不同的失稳类别对外框架的刚度及强度要求不同。利用支撑架刚度代表层的弯曲与剪切承载力的比例,给出了支撑架类别的判别方法,同时结合算例结果,提出了弯曲型及弯剪型支撑架与外框架的剪力分配要求。最后,针对钢板剪力墙结构设计的相关问题进行研究,提出钢板剪力墙的边柱需满足墙板材料超强的要求,以充分发挥墙板材料性能,为墙板提供可靠的锚固作用,并对梁、板的设计提出了相关建议。讨论对比了现有简化模型的优缺点,建议弹性设计时可采用TSM模型,当需要对结构进行弹塑性分析时,选用SM模型。并通过两个算例系统的说明了钢板剪力墙结构基于性能的抗震设计方法。
[Abstract]:Steel plate shear wall structure is an effective lateral bracing system developed in recent years. In addition, with the development of seismic design theory and the requirement of building reliability, the performance-based seismic design requirements are put forward. The research on performance-based design method of steel plate shear wall structure is the key to popularize and use this effective lateral force resistance system. The main contents are as follows: according to the stress and deformation characteristics of steel plate shear wall structure, combined with the experimental results of this paper and domestic and foreign experimental data, The performance level of steel plate shear wall structure and its quantitative index are put forward, and the seismic fortification criterion based on performance is established, and three groups of beam-shell model and tie bar model of steel plate shear wall structure with different height are analyzed by push-over analysis. The rationality of the proposed index is verified. The method of seismic design in China and its shortcomings are analyzed, and the core goal of seismic fortification is defined as medium-earthquake fortification. The Pushover analysis and IDA incremental dynamic analysis of six sets of examples with different height and span are carried out. The seismic force adjustment coefficients of structures with different performance indexes are obtained. Using the seismic force adjustment coefficients, a performance-based design method based on moderate earthquakes is proposed. Through analysis, it is concluded that steel plate shear wall structure has higher super strength coefficient R 惟, and the structure super strength is the most important part of seismic force adjustment coefficient. Through the quasi-static test of three frame-steel plate shear wall structures, The seismic performance indexes such as stress mechanism, deformation and failure mode, ductility and energy dissipation capacity of the structure are investigated. Based on the previous research results, two steel frame-ribbed steel plate shear wall structures are redesigned, and the experimental and finite element analysis are carried out. The previous research results are verified, and the foundation for further research and application is provided. Through the dynamic time history analysis of three groups of examples, the failure patterns and displacement indexes of structures under various levels of earthquakes are investigated. The types of steel plate shear wall structure braces are discussed. The steel plate shear wall structure is generally bending or bending shear instability. The stiffness and strength requirements of different instability classes of external frames are different. Using the ratio of flexural and shear bearing capacity of support frame stiffness representative layer, the method of judging the type of bracing frame is given. At the same time, combined with the results of numerical examples, The requirements of shear force distribution between bending and bending shear braces and external frames are put forward. Finally, the problems related to the structural design of steel plate shear walls are studied, and the side columns of steel plate shear walls need to meet the requirements of super strength of wall materials. In order to give full play to the material properties of wall panels, provide reliable anchoring for wall panels, and put forward some relevant suggestions for the design of beams and panels, the advantages and disadvantages of the existing simplified models are discussed and the TSM model is suggested for elastic design. When the elastic-plastic analysis of the structure is needed, the SM model is chosen, and the performance-based seismic design method of the steel plate shear wall structure is explained by two examples.
【学位授予单位】:西安建筑科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU391;TU352.11

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 于金光;郝际平;;腹板双角钢连接框架-非加劲薄钢板剪力墙抗震性能试验研究[J];地震工程与工程振动;2011年05期

2 邵建华;顾强;申永康;;多层钢板剪力墙水平荷载作用下结构性能的有限元分析[J];工程力学;2008年06期

3 王恒;余安东;郝际平;;带缝钢板剪力墙性能研究[J];钢结构;2007年08期

4 樊春雷;郝际平;田炜烽;;H型截面钢梁约束扭转的简化计算[J];工程力学;2013年11期

5 王光远,吕大刚;基于最优设防烈度和损伤性能的抗震结构优化设计[J];哈尔滨建筑大学学报;1999年05期

6 邵建华;顾强;申永康;;钢板剪力墙抗震性能的有限元分析[J];华南理工大学学报(自然科学版);2008年01期

7 杨俊芬;张凡;顾强;;人字形中心支撑钢框架的结构影响系数研究[J];建筑结构;2007年10期

8 陈国栋,郭彦林,范珍,韩艳;钢板剪力墙低周反复荷载试验研究[J];建筑结构学报;2004年02期

9 郭彦林;董全利;周明;;防屈曲钢板剪力墙滞回性能理论与试验研究[J];建筑结构学报;2009年01期

10 郭彦林;董全利;周明;;防屈曲钢板剪力墙弹性性能及混凝土盖板约束刚度研究[J];建筑结构学报;2009年01期

相关会议论文 前1条

1 王迎春;郝际平;曹春华;;薄钢板剪力墙的简化拉力条模型分析[A];中国钢结构协会第五次全国会员代表大会暨学术年会论文集[C];2007年

相关博士学位论文 前7条

1 刘高波;半刚性连接钢框架—钢板剪力墙结构的结构影响系数和位移放大系数研究[D];西安建筑科技大学;2011年

2 李峰;钢板剪力墙抗震性能的试验与理论研究[D];西安建筑科技大学;2011年

3 曹春华;斜加劲钢板剪力墙性能研究[D];西安建筑科技大学;2008年

4 辛力;高性能混凝土剪力墙直接基于位移的抗震设计方法研究[D];西安建筑科技大学;2009年

5 杨俊芬;中心支撑钢框架的结构影响系数和位移放大系数研究[D];西安建筑科技大学;2009年

6 李成;多层抗弯钢框架的结构影响系数和位移放大系数[D];西安建筑科技大学;2008年

7 郭宏超;半刚性框架—钢板剪力墙结构抗震性能研究[D];西安建筑科技大学;2011年

相关硕士学位论文 前3条

1 于金光;腹板双角钢连接钢框架—非加劲薄钢板剪力墙体系的试验研究与理论分析[D];西安建筑科技大学;2011年

2 王恒;带缝钢板剪力墙性能研究[D];西安建筑科技大学;2006年

3 栗献增;薄钢板剪力墙抗震性能分析研究[D];河北理工学院;2004年



本文编号:1571272

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/guanlilunwen/chengjian/1571272.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户6c303***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com